IBS, '몸속 식료품 창고' 지질 방울 물질 대사 관측

세포 내 지질 방울에서 중성 지질 합성 과정 확인

[이데일리 강민구 기자] 우리 몸의 ‘식료품 창고’인 지질 방울 내 물질대사를 실시간으로 관측할 수 있게 됐다.

‘Chemical Science’ 1월호 표지 이미지.(자료=기초과학연구원)

기초과학연구원(IBS)은 조민행 분자 분광학·동력학 연구단장(고려대 화학과 교수) 연구팀이 살아있는 세포 내 지질 방울에서 중성 지질이 합성되는 과정을 실시간으로 관측했다고 29일 밝혔다.

지질 방울은 우리 몸의 세포들이 영양분을 축적하는 작은 세포 기관이다. 식료품 창고에 음식을 축적하듯 영양분을 모아뒀다가 필요할 때 지방 형태로 에너지를 공급한다.

최근 지질 방울이 다양한 세포 소기관과의 상호작용을 통해 지질 독성 조절, 세포 통신 등 대사활동을 수행하는 것으로 밝혀졌다. 지질 방울의 크기와 총량이 비만, 비알코올성 지방간 등 질병과 상관관계가 있다는 연구결과도 있다.

이러한 중요성에도 불구하고 그동안 지질 방울 기능 연구에는 한계가 있었다. 기존 연구에서는 형광 현미경을 사용해왔는데 지질 방울의 주요 내용물인 중성 지질에 특이적이고 효과적인 형광 표지 방법이 없어 중성 지질의 성분과 양을 정확하게 파악하기 어려웠다. 형광 표지에 쓰는 염료는 광표백 현상으로 살아 있는 세포의 지질 방울 대사를 충분히 긴 시간 동안 연구하기도 힘들었다.

연구단은 기존 한계를 넘어 지질 방울 대사를 실시간 관측했다. 자체 개발한 이중 색상 적외선 광열 현미경 이중 색상 적외선 광열 현미경을 이용해 지질 방울의 공간 분포, 중성 지질 합성 과정을 살펴봤다.

그 결과, 세포가 과량의 지방산에 노출되면 발생하는 지질 독성에 의해 세포 내 중성 지질 합성이 촉진되는 현상을 확인했다. 중성 지질이 합성될 때 나타나는 신호 변화를 바탕으로 개별 지질 방울 속에 있는 기존 중성 지질과 새로 합성된 중성 지질 간 상대적 비율도 시간에 따라 분석했다.

조민행 단장은 “세포 내 지질 방울 기능에 대해 분자 수준에서 연구할 수 있는 새로운 바탕을 마련했다”며 “향후 세포 내 지질 방울이 질환에 어떤 역할을 미치는지 연구해 간 질환을 진단하는 새로운 방법을 제시하겠다”고 말했다.

연구 결과는 국제학술지 ‘케미컬 사이언스(Chemical Science)’ 1월호 표지논문으로 게재됐다.

강민구 (science1@edaily.co.kr)